插床机构的设计

机械原理课程设计

计算说明书

课题名称：插床机构的设计

姓名：张超

院别：工学院

学号： 03

专业：机械设计制造及其自动化

班级：机设1201班

指导教师：魏原芳

2014年6 月7日

工学院课程设计评审表

学生姓名张超专业机械设计制造及其自动化年级2012级学号03 设计题目插床机构设计

评价内容评价指标评分

权值

评定

成绩

业务水平有扎实的基础理论知识和专业知识；能正确设计机构运动方案（或正确

建立数学模型并运用matlab进行仿真）；对所设计机构的特定位置进行

运动分析和动态静力分析。独立进行设计工作，能运用所学知识和技能

去发现与解决实际问题；能正确处理设计数据；能对课题进行理论分析，

得出有价值的结论。

40

论文（设计说明书、图纸）质量论述充分，结论严谨合理；设计方法正确，分析处理科学；文字通顺，

技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、

正确；图纸绘制符合国家标准；计算结果准确；工作中有创新意识；对

前人工作有改进或突破，或有独特见解。

40

工作量、工作态度按期完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；

工作作风严谨务实。

20

合计100

指导教师评语

设计目录

1 机械原理课程设计任务书 (4)

课程设计的目的和任务 (4)

机构简介与设计数据 (4)

设计内容 (6)

设计步骤和要求 (6)

2 机构简介与设计数据设计 (7)

插床简介 (7)

设计数据.................................................................. (8)

3 插床机构的设计及尺寸计算 (9)

3、1曲柄导杆机构的设计及尺寸计算 (9)

3、2用图解法进行机构的运动分析 (14)

3、3用图解法进行机构的动态静力分析 (18)

4 凸轮机构设计 (21)

．心得与体会 (22)

．参考文献 (23)

机械原理课程设计任务书

学生姓名 张超 班级 1201 学号 03 位置 10

设计题目一：插床机构设计及分析

一、课程设计的目的和任务 1.课程设计的目的

机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要组成部分。机械原理课程设计的目的在于进一步巩固和加深学生所学的机械原理理论知识，培养学生独立解决实际问题的能力，使学生对机械的运动学和动力学的分析和设计有一较完整的概念，并进一步提高电算、绘图和使用技术资料的能力，更为重要的是培养开发和创新机械的能力。 2.、课程设计的任务

用图解法对插床的连杆机构进行运动分析和动力分析，设计凸轮机构。要求画出A 1图纸一张，写出计算说明书一份。 二、 机构简介与设计数据

1.插床主要由齿轮机构、导杆机构和凸轮机构等组成，如图1所示。电动机经过减速装置（图中只画出齿轮1z 、2z ）使曲柄1转动，再通过导杆机构1－2－3－4－5－6，使装有刀具的滑块沿导路作往复直线运动，以实现刀具切削运动。为了缩短空行程时间，提高生产效率，要求刀具具有急回运动。刀具与工作台之间的进给运动，是由固结于轴2O 上的凸轮驱动摆动从动件O 4D 和其他有关机构（图中未画出）来完成的。为了缩短空回形成时间，提高生产效率，要求刀具有急回运动。

在工作行程中，刀具上作用有相当大的切削阻力，在切削行程的前后各有一段（H 为刀具行程）行程，如图2所示。而在空回行程中则没有切削阻力，因此在一个工作循环中，刀具受力变化很大，从而影响了主轴的匀速运转，为减小主轴的速度波动，需采用飞轮调速，以减小电动机容量和提高切削质量。

插床机构简图如图1所示，题目数据列于表1。

图1 插床机构简图

2.设计数据见表1

表1 设计数据

设计内容 导杆机构的设计及运动分析 符号 n 1 K l BC /l O3A

L O2O3

a

b c

H Z 1 单位 r/min mm

数据 60

2

1

150

50

50

125 100 13

设计内容 导杆机构的动态静力分析

凸轮机构的设计

符号 Z 2 G 3

G 5

J S3 d

Fr ψmax LO 2O 4

lO 4D

单位 N

kg/m 2 mm N ° mm 数据 40

160 320

120

1000

15

147 125 设计内容 凸轮机构的设计

符号 r 0

r T

δ0

δ01

δ’0

δ02

从动杆运动规律 单位 mm

°

等加速等减速

数据

61 15

60

10

60

230

在导杆机构中，有30个连续等分的1～30个位置，其中工作上极限位置为1，在本方案中行程速比系数为k=2，使等分位置21与工作行程的下极限位置重合。刀具距上下极限位置0.05H 时曲柄所在位置为3’和18’。总共32个位置，插床机构中曲柄位置分布如图3所示。

图3 插床机构中曲柄位置图

H

Sc

F max

F 图2插刀阻力曲线